水平井牵引机器人作为用于水平井服务最为经济的输送工具越来越受到重视,而且已应用于水平井测井、射孔、打捞等作业,具有良好的应用前景。本文在深入分析水平井牵引机器人扶正器的工作原理和工作过程的基础上,应用机械优化设计的方法和虚拟样机技术仿真的手段,完善了对水平井牵引机器人扶正器的研究。对扶正器进行机械优化设计时,本文完成了如下的工作:首先介绍和分析了扶正器的工作原理和工作过程,然后建立了扶正器的物理模型和数学模型,最后用MATLAB优化工具箱编程对扶正器支撑臂长度和弹簧参数进行了优化,得出了优化结果,并分析了优化前后的扶正器的性能。通过对扶正器进行优化设计,缩短了支撑臂的长度,降低了弹簧刚度,从而提高了扶正器的性能。对扶正器在进行虚拟样机技术仿真时,本文完成了如下的工作:首先介绍了利用Pro/E和ADAMS联合仿真的流程,然后按照仿真流程在Pro/E环境下建立了扶正器的三维模型,将其通过接口软件MECHANISM/Pro处理后导入到ADAMS环境中,接着在ADAMS中对虚拟样机进行了调整和验证,并对扶正器虚拟样机进行了运动学仿真。最后,建立了扶正器动力学仿真的虚拟样机,实现了扶正器在在水平井中的动力学仿真,获得了重要的仿真数据,分析了扶正器的动态特性,并通过仿真验证了扶正器优化设计的正确性。